РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ДАЛЬНЕЙШЕМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ И РАЗВИТИЮ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ СИСТЕМ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ЖИЛИЩНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ Г. МОСКВЫ, НА ОСНОВЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ МОСКОМАРХИТЕКТУРА

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ДАЛЬНЕЙШЕМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ И РАЗВИТИЮ
РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ СИСТЕМ,
ПРИМЕНЯЕМЫХ В ЖИЛИЩНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ Г. МОСКВЫ,
НА ОСНОВЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

1999

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. Разработаны: Московским научно-исследовательским и проектным институтом типологий, экспериментального проектирования (МНИИТЭП) - инж. Максименко В.А Никитин Е.Е., Воробьев Г.А., Гриневский А.А., Смирнова Э.А.;

Институтом общественных зданий Госстроя России (ГУП ИОЗ Госстроя России) эк. Короткова Г.П.

2. Подготовлены к утверждению и изданию Управлением перспективного проектирования и нормативов (арх. Зобнин А.П., Ревкевич Л.П., инж. Щипанов Ю.Б.)

3. Утверждены указанием Москомархитектуры от 27.12.1999г. №51

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 1 Глава 1. Строительно-конструктивные системы жилых зданий и их элементы.. 2 Глава 2. Методические положения анализа и выбора строительно-конструктивных систем жилых домов. 18 Глава 3. Интегральные стоимостные и удельные показатели строительно-конструктивных систем жилых домов. 43 Глава 4. Выводы и предложения. 71 Литература. 75 Приложение 1 Сроки службы конструктивных элементов, инженерного оборудования и нормативы расходов и затрат. 75 Приложение 2 Планы типовых этажей рассмотренных жилых домов. 81 Приложение 3 Термины, понятия и определения. 86

ВВЕДЕНИЕ

Одним из важнейших факторов повышения эффективности инвестиций, направляемых в жилищное строительство и обеспечивающих дальнейшее увеличение объемов и повышение качества жилья является выбор строительно-конструктивной системы здания.

В этой связи целью настоящей работы является анализ и выбор рациональных строительных систем и способов возведения жилых зданий для массового строительства в г.Москве.

Исследование должно обеспечить:

- наибольшую экономическую эффективность технических решений жилых домов, рациональное использование материальных, трудовых и финансовых ресурсов;

- перспективы внедрения прогрессивных технических решений в строительство жилья, отвечающих требованиям строительных норм и правил, способствующих дальнейшему развитию индустриализации строительного производства;

- высокую степень долговечности зданий и их эксплуатационных параметров;

- одинаковый методический подход к выбору строительно-конструктивных систем и оценке технико-экономических показателей проектов.

Работа содержит характеристики строительно-конструктивных систем, положения по рациональной области их применения, методику выбора рациональных строительных систем и методов возведения зданий, конкретные технико-экономические показатели проектов зданий в различных конструктивных системах, разработанные различными проектными организациями города.

Результаты работы предназначены для технико-экономической оценки и выбора рациональных строительных систем жилых зданий различной этажности, для конкретных условий строительства, для обоснований вариантов развития строительства жилья, его производственной базы.

Работа рассчитана на использование в проектных и строительных организациях, субъектами федерации, инвесторами и спонсирующими фирмами, а также в других организациях, занимающихся вопросами строительства массового жилья.

Панельной конструктивной системой (бескаркасной конструктивной системой) называют несущую систему, в которой вертикальными элементами являются стены, собираемые из панелей.

Крупнопанельными называют здания, выполненные, в основном, из панелей размером не менее, чем на комнату. Крупнопанельные здания подразделяют на поперечно-, продольно- и перекрестно-стеновые.

В зависимости от расстояния между несущими стенами крупнопанельные здания подразделяют на здания с узким шагом несущих стен и здания с широким шагом несущих стен. При этом под шагом несущих стен понимают расстояние в осях между несущими стенами.

Иногда понятие шага несущих стен заменяют пролетом перекрытий, и тогда крупнопанельные системы подразделяют на малопролетные (соответствуют узкому шагу несущих стен), среднепролетные и большепролетные. Малопролетными называют перекрытия, в которых в зданиях с несущими поперечными стенами вдоль фасада располагается одна комната, среднепролетными и большепролетными - соответственно две и три (или более) комнаты.

Шаг поперечных стен обычно принимают от 2,4 до 4,8 м для малопролетных систем, от 5,4 до 7,2 - для среднепролетных систем и от 9,0 до 15,0 - для большепролетных систем.

В зданиях с поперечно- и перекрестно-стеновыми системами чаще всего применяют мало- и среднепролетные перекрытия, в зданиях с продольно-стеновой системой - среднепролетные.

Крупнопанельные системы с узким шагом несущих стен включают следующие конструктивные элементы: несущие (и ненесущие) панели внутренних стен, панели перекрытий и фундаменты, являющиеся элементами несущей системы, панели наружных ограждений, которые могут быть элементами несущей системы или входить в состав несущих конструктивных элементов, и ненесущие элементы системы, в число которых входят изделия для лестниц, тюбинги лифтов, перегородки, изделия для внутреннего обустройства и инженерного оборудования зданий и др.

Крупнопанельные системы с узким шагом, позволяющие создавать здания с мелкоячеистой внутренней структурой, предопределяют области использования систем: жилищное строительство, здания гостиничного типа, административные здания без зальных помещений, общежития с высотой этажа (от пода до пола) 2,8 м.

Основной областью использования крупнопанельных систем с поперечным узким шагом несущих стен является жилищное строительство. Эти системы с точки зрения экономичности, высокой степени индустриальности, технологичности производства изделий и монтажа зданий являются для данного вида строительства наиболее оптимальными и распространенными.

Панели внутренних стен подразделяют в зависимости от формы панелей на сплошные беспроемные, с проемами, типа «флажок», плоские и с консолями для опирания настилов или лестничных площадок; в зависимости от способа производства - на панели кассетной, стендовой, конвейерной, прокатной технологии. Кроме того, панели внутренних стен варьируются по способу армирования, закладным деталям, классам железобетона, способам прокладки электротехнических коммуникаций, способам закрепления дверных коробок, показателям звукоизоляции и т.д.

В большинстве случаев панели внутренних межквартирных стен изготовляют из тяжелого железобетона толщиной 160 ... 180 мм и из легкого бетона толщиной 180 ... 200 мм; межкомнатные - из тяжелого железобетона толщиной 100 ... 140 мм. Толщина панелей определяется прочностью стыка панелей, условиями опирания перекрытий на панель, требованиями по огнестойкости панелей и звукоизоляции стен от воздушного шума и др.

Для несущих стен применяют бетон класса от В1,25 до В25. Панели армируются двумя арматурными сетками из низкомарочной стали или пространственными каркасами, состоящими из поперечных плоских каркасов, объединенных горизонтальными стержнями. В панели, работающие в условиях значительных напряжений, в зоне стыка укладывают дополнительные поперечные (горизонтальные) сетки или каркасы.

Для устройства каналов для скрытой сменяемой электропроводки в тело панели в настоящее время, как правило, закладывают металлические или пластмассовые трубы. Бесканальная, плинтусная электропроводка является наиболее перспективной, т.к. позволяет значительно упростить конструкцию, сократить число марок, для чего используют устанавливаемые в процессе строительства специальные пластмассовые плинтусы. Замоноличенная электропроводка (замоноличенный в процессе формования панели электропровод) является бесконтрольной и неремонтоспособной.

Для обеспечения работы панели в конструктивной системе в горизонтальных и вертикальных швах иногда предусматривают металлические закладные детали, роль которых в горизонтальном шве могут выполнять подъемные петли.

Стык панелей стен и перекрытий (горизонтальный стык) конструктивной системы с узким шагом несущих стен - платформенный, т.е. такой, в котором передача вертикальной нагрузки с панели на панель происходит через опорные участки панелей перекрытий, опертых в зоне стыка на панели несущих стен и слой раствора между вертикальными торцами плит. Платформенный стык может быть шпоночным и бесшпоночным.

Платформенный стык панелей имеет ограничения в несущей способности в зависимости от толщины панели, класса бетона панели (и способа армирования стыковой зоны; панели). Указанное ограничение с учетом оптимальной толщины стен и классов бетона определяет максимальную этажность зданий мелкоячеистой структуры (пролеты перекрытий 3,6 ... 4,2 м) в 22 ... 25 этажей.

Для повышения несущей способности стыка панелей стен и перекрытий иногда применяют контактные монолитные комбинированные стыки. В контактном стыке нагрузка передается непосредственно через слой раствора или упругие прокладки, толщина которых значительно меньше соединительных деталей.

Панели в вертикальных швах соединяют между собой закладными деталями или замоноличенными шпонками, позволяющими передавать сдвигающие усилия с панели на панель.

Панели перекрытий в системах с узким шагом поперечных стен изготовляют преимущественно размером на комнату, что позволяет исключать швы в перекрытиях и соответственно улучшать показатели звукоизоляции. По способу работы в несущей системе панели перекрытий подразделяют на балочные, т.е. опертые на две (поперечные) стены, опертые по трем сторонам и опертые по контуру, в том числе и на панели наружных ограждений.

Наиболее эффективными (имеющими лучшие показатели по расходу основных строительных материалов) являются панели, опертые по контуру. Однако в этом случае наружные ограждения должны быть несущими (на всю высоту здания или этаж), что несколько осложняет их конструкцию и узлы крепления ограждений к внутренним (поперечным) стенам. В отдельных случаях, например, когда имеются ограничения подъемно-транспортного характера, комнату (чаще всего кухню) можно перекрывать двумя панелями.

Одной из разновидностей панелей перекрытий являются панели, имеющие консольные участки для образования балконов. В этом случае в зоне пересечения панелью наружных ограждений укладывают специальные термовкладыши. В настоящее время панели перекрытий имеют толщину 140 мм, их изготовляют из бетона класса В15 и В25 и армируют сварными сетками из арматуры классов А-I, А-II, А-III В панели для образования дисков перекрытий, как элементов несущей системы, устанавливают закладные детали для соединения их между собой и с наружными ограждениями. Для организации скрытой электропроводки в панелях устраивают каналы или закладывают в тело панели металлические или пластмассовые трубки. Па некоторых заводах крупнопанельного домостроения изготовляют панели калиброванные, что создает возможность для устройства полов непосредственно на поверхности плиты.

Конструктивное решение панели перекрытия (толщина плиты) предопределяет конструкцию пола, так как они являются показателями звукоизоляции конструкции. Поэтому наиболее перспективными являются сплошные панели толщиной 160 мм, позволяющие устраивать полы без устройства дополнительной звукоизолирующей конструкции.

Панели наружных ограждений подразделяют в зависимости от количества перекрываемых шагов на одно- и двухмодульные (одно- и двухшаговые); в зависимости от наличия проемов - на глухие, с оконными проемами, с оконными и балконными проемами; в зависимости от их роли в несущей системе - на несущие и самонесущие (навесные); в зависимости от применяемых материалов - на железобетонные трехслойные, асбестоцементные трехслойные и др. Кроме того, панели наружных стен подразделяют в зависимости от характера внешней отделки, способа производства (например, «лицом вниз»; со вскрытой фактурой и т.д.), типа и места (завод - постройка) установки столярных изделий, наличия вмонтированных в процессе производства панелей нагревательных приборов, типа подоконников и т.д.

Одной из разновидностей трехслойных панелей являются панели на гибких связях, отличающиеся тем, что их внутренний и внешний слой соединяются между собой не железобетонными контурными ребрами или шпонками, а стальными деталями, которые имеют различную жесткость по осям их поперечного сечения. При этом виде связи в направлении большей жесткости обеспечивается необходимая передача сдвигающих усилий, а в направлении меньшей жесткости - свобода относительного смещения слоев. Панели на гибких связях обладают значительно более высокими теплотехническими показателями, однако требуют специальных мероприятий по защите от коррозии металлических соединительных деталей.

Перспективными являются панели армированные базальтовой, графитовой, композитной арматурой, стеклосетками и др.

Стыки панелей наружных ограждений бывают двух видов: закрытые и открытые. При закрытом стыке герметизация стены осуществляется путем заделки устья стыка герметизирующими материалами и цементным раствором. В горизонтальном стыке кроме заделки его герметизирующими материалами предусматривается устройство в конструкции панели водозащитного гребня. Разновидностью закрытого стыка является стык внахлестку, применяемый для однослойных панелей.

В конструкции открытого стыка устье с наружной стороны остается открытым. Преградой для воды в вертикальном стыке является устанавливаемая в глубине устья водоотбойная лента из неопрена, алюминия, пластмассы и других материалов. Пространство за лентой - декомпрессивный канал - обеспечивает выравнивание давлений внутри и снаружи стыка, в результате чего исключается подсос воды. В случае проникновения за ленту воды она отводится к нижней части панели и через специальное отверстие выводится наружу. В горизонтальном стыке устраивается водозащитный гребень, не герметизируемый снаружи. Для обеспечения требуемых теплотехнических качеств стыков в них вводится в процессе монтажа слой теплоизолирующего материала (пенополистирол, полужесткие минераловатные плиты).

Панели наружных стен соединяют с внутренними монтажной сваркой или болтами. Конструкция узла соединения стен определяется ролью ограждающих конструкций в несущей системе. Панели могут быть свободно стоящими с узлами соединения с внутренними стенами, обеспечивающими восприятие только горизонтальных сил, горизонтальных и вертикальных сдвигающих сил; навесными на поперечные стены (с опорой на консоли, столики или непосредственно стены). При этом перекрытия могут опираться на панели наружных стен или не иметь на них опоры.

Элементы лестничных клеток состоят из лестничных маршей и площадок. Наибольшее распространение получила конструкция лестничного марша с плоской нижней плитой.

Лестничные площадки в большинстве случаев представляют плоскую плиту, опирающуюся на наружную и внутреннюю поперечные стены с мощным ребром в месте опирания на нее лестничных маршей. Для опирания лестничной площадки в стенах устраивают консоли или в процессе монтажа к закладным деталям приваривают металлические опорные столики.

Конструкции крыши (плиты покрытия, поддерживающие панели внутренних стен и т.д.) могут включаться или не включаться в несущую систему здания (рассматриваться автономно). Из плит покрытия наибольшее распространение получили плиты, совмещающие несущие и ограждающие функции. В этом случае плиты могут быть изготовлены из легкобетонных материалов или трехслойными с внешними слоями,из железобетона и внутренним из эффективного утеплителя. Часто плиты покрытия опираются на специальные панели-рамки. При безрулонных мастичных кровлях в состав плит покрытия входят водосборные лотки.

Фундаменты крупнопанельных зданий имеют множество различных конструктивных решений.

В качестве фундаментов многоэтажных крупнопанельных зданий часто применяют монолитные плоские плитные фундаменты. Монолитные плитные и перекрестные ленточные фундаменты используют также в сложных геологических условиях, например, в районах с проявлением карстово-суффозионных процессов и на подрабатываемых территориях.

В целях предотвращения возможных прогрессирующих обрушений при чрезвычайных ситуациях следует предусматривать комплекс мероприятий, содержащихся в соответствующих рекомендациях.

Для производства железобетонных и керамзитобетонных крупноразмерных изделий крупнопанельных систем в зависимости от местных условий, масштабов производства, видов изделий и т.д. применяют в различных модификациях следующие методы: стендовый, агрегатно-поточный, кассетный, конвейерно-кассетный, конвейерный и вибропрокатный.

Для производства панелей внутренних стен и панелей перекрытий наибольшее распространение получил кассетный и вибропрокатный способ, для панелей наружных стен - конвейерный и вибропрокатный, а для отдельных деталей - стендовый.

Наибольшее распространение получили три основных метода монтажа: свободный, с применением обычных геодезических инструментов и приспособлений: пространственной самофиксации; с применением кондукторных приспособлений. В состав работ по монтажу надземной части здания входят: монтаж сборных элементов несущей системы и ненесущих элементов, устройство стыков сборных элементов, монтаж ограждений балконов, лоджий и лестниц; монтаж конструкций для инженерного оборудования здания.

Монтаж надземной части здания осуществляют башенными кранами грузоподъемностью, соответствующей максимальной массе монтируемых сборных элементов.

Основой организации строительства является поточный метод возведения зданий в соответствии с единым графиком поточного строительства. Такой график устанавливает поэтапные сроки возведения объектов (нулевой цикл, монтаж надземной части здания, отделочные работы и др.), позволяющие организовать поточную работу комплексных бригад, строительных и монтажных управлений, домостроительных комбинатов и трестов. График является основным производственным документом оперативного управления строительством на всех уровнях руководства, во всех организациях, участвующих в строительстве. Он позволяет производить расчеты номенклатурных планов ежедневной отгрузки деталей, полуфабрикатов, материалов и определять потребность во всех ресурсах каждого подразделения в целом на год, квартал, месяц.

Основной формой организации возведения крупнопанельных домов являются домостроительные комбинаты, которые ведут строительство методом непрерывного долгосрочного сквозного потока. Такой метод организации строительства способствует наиболее полной согласованности в работе заводов, транспорта и строительно-монтажных подразделений на длительный период, создает условия для высокой степени механизации монтажных и строительных работ, повышения заводской готовности изделий, наиболее четкой инженерной комплектации и на этой основе - снижения трудовых затрат и себестоимости, сокращения продолжительности строительства, роста производительности труда.

Организационная структура ДСК различна. Как правило, в состав ДСК входят заводы сборных железобетонных конструкции, монтажные управления и управления комплектации. В состав ДСК могут входить специализированные управления по монтажу подземной части здания, внутриквартальным инженерным коммуникациям и благоустройству, специализированные управления отделочных работ и др.

Отделочные виды работ, например, такие, как монтаж лифтов, внутреннего сантехнического оборудования, электромонтажные и слаботочные работы, газификация, чаще всего выполняют специализированные субподрядные организации. Отдельные ДСК являясь генподрядной строительной организацией, кроме строительства жилых домов возводят и объекты культурно-бытового назначения (детские дошкольные учреждения, школы, административные и учебные здания, предприятия общественного питания и др.).

Технико-экономические показатели зданий на основе крупнопанельных систем конструкций (равно как и других систем) в значительной мере зависят от множества факторов, в том числе этажности, конфигурации (в плане), типа кровли (совмещенная, чердачная, чердачная с теплым чердаком), типа наружных ограждающих конструкций, набора типов квартир (малая однокомнатная, большая однокомнатная, малая двухкомнатная и т.д.), планировочного решения секции жилого дома, уровня инженерного обеспечения, степени заводской готовности изделий и их отделки.

Технико-экономическое сопоставление различных вариантов конструктивных схем жилых домов малой и средней этажности с первыми жилыми этажами (без первых нежилых этажей, организуемых на так называемых столах) в одинаковых инженерно-геологических, демографических и других условиях показывает преимущества крупнопанельных систем с узким шагом несущих стен по отношению к другим индустриальным системам и, в первую очередь, по такому важнейшему показателю, как построечная трудоемкость.

Сопоставление крупнопанельных жилых домов с индустриальными кирпичными показывает значительно большую построечную трудоемкость возведения последних при меньших удельных показателях расхода стали и бетона.

Следует иметь в виду, что крупнопанельные системы с узким шагом несущих стен применяют практически только в жилищном строительстве, поэтому их относительновысокие технико-экономические показатели нельзя механически сопоставлять с показателями других видов гражданского строительства.

Продольно-стеновые системы отличаются обязательным участием панелей наружных ограждений в работе здания на вертикальные (и горизонтальные) нагрузки, т.е. включение ограждающих конструкций в несущую систему здания. В связи с тем, что в структуре жилых зданий поперечный шаг стен меньше продольного, в продольно-стеновых системах настилы перекрытий имеют большие пролеты, чем в поперечно-стеновых. Поперечные стены в продольно-стеновых системах не выполняют несущих функций, т.е. не входят в состав несущей системы и являются вспомогательными.

Продольно-стеновые системы в отличие от поперечно-стеновых обладают большей свободой в формировании внутренней среды, возможностью трансформации планировочной структуры. Однако они снижают этажность здания в связи с относительно небольшой несущей способностью ограждающих конструкций, а также ограничивают возможности формообразования, так как для аналогичных объемных решений требуют большей номенклатуры индустриальных изделий, чем при поперечно-стеновых системах. В остальном (изготовление, монтаж, конструктивные элементы и др.) система практически мало отличается от поперечно-стеновой.

Крупнопанельные системы с широким шагом несущих стен первоначально нашли применение в жилищном строительстве, где за счет их внедрения снизилось общее количество типоразмеров и марок индустриальных изделий, получено новое архитектурное качество объектов строительства. Однако в связи с более высокой построечной трудоемкостью строительства, а в некоторых случаях и материалоемкостью объектов эти системы широкого развития в отечественной строительной практике не получили. Следует отметить, что этим системам для строительства жилья уделяется большое внимание за рубежом из-за возможности внутренней перепланировки в связи с изменяющимися требованиями к структуре жилища, а также использования гибкой технологии производства фасадных элементов, определяющих эстетические качества застройки.